Industrie & Technik

Hybridraketentriebwerk AHRES-B erfolgreich getestet

29.05.2019 - Künftig Verwendung bei Höhenforschungsraketen möglich.

Im Frühjahr 2019 wurde auf dem Prüfstand „Viererblock“ beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Trauen erfolgreich das neuartige Hybrid­raketen­triebwerk AHRES-B getestet. Für die Forscher ein besonderer Grund zur Freude, denn Hybrid­raketen­triebwerke sind nicht nur grundsätzlich günstiger und sicherer als herkömmliche Raketenantriebe, AHRES-B ist zudem deutlich effektiver als alle seine Vorgänger. Der aktuelle Test hat gezeigt: Die technologische Entwicklung von Hybrid­raketen­triebwerken ist jetzt weit genug fortge­schritten, um eingesetzt zu werden, beispielsweise auf Höhenforschungs­raketen.

Hybridraketentriebwerke sind Kombinationen aus Feststoff- und Flüssig­triebwerken und vereinen die besten Eigenschaften beider Triebwerkstypen. Der flüssige Sauerstoff-Träger – in diesem Fall hochkonzentriertes Wasserstoffperoxid – und der feste Brennstoff Hydroxyl-terminiertes Polybutadien sind in AHRES-B zunächst getrennt und treffen erst in der Brennkammer aufeinander. Dadurch besteht während der Lagerung und des Betriebs keine Explosions­gefahr. Darüber hinaus sind die verwendeten Stoffe ungiftig und nicht umweltgefährdend.

Beim Testlauf in Trauen gelangte das katalytisch zersetzte Wasserstoff­peroxid mit etwa 650 Grad Celsius in den Brennstoffblock. Die frei werdende Wärme wurde in einen Schub von etwa 2700 Newton umgewandelt. Dabei nutzte AHRES-B den Brennstoff über eine Zeit von 21 Sekunden vollständig aus und erzielte im Vergleich zu Vorversuchen eine Verdopplung der Abbrandrate. Die hohe Abbrandrate ist wichtig für den Entwurf eines effizienten und kompakten Triebwerks. Möglich machte dies eine innovative, verwundene Finnen­geometrie. Die Versuchsergebnisse des Validierungs­tests zeigen ganz klar: Das in den DLR-Projekten AHRES und ATEK entstandene und nun im DLR-Querschnitts­projekt Simulation Based Certification  getestete Triebwerk AHRES-B ist weit effizienter als die bisherigen Hybrid­raketen­triebwerke.

Die Versuche dienen der Validierung der Entwurfssoftware AHRES, die im Querschnitts­projekt SimBaCon weiter­entwickelt und überprüft wird. AHRES soll in ihrer Endversion einen Entwurf von Hybrid- und Feststoff­triebwerken in Großaus­führung innerhalb von hundert Tagen erlauben. Durch den Versuch wurde belegt, dass die Software ausgezeichnet funktioniert. Da die zugrunde­liegenden numerischen Ansätze für Großtriebwerke ausgerichtet sind, wird nun in einer nächsten Versuchsphase das bereits im Bau befindliche Triebwerk VISERION getestet, das über dreißig Sekunden einen Schub von bis zu 15000 Newton erlaubt.

DLR / RK

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